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IoT in der Schaltschrank-Klimatisierung Wartung und Service cloudbasiert

Autor / Redakteur: Verena Schneider* / Ines Stotz

Kühlgeräte und Chiller für die Schaltschrank-Klimatisierung sind heute mehr als nur Kühlaggregate. Sie können auch intelligent kommunizieren. Damit werden cloudbasierte IoT-Anwendungen für Monitoring und Service möglich. Das spart sowohl bei den Energiekosten als auch bei der Wartung.

Anbieter zum Thema

Schneider Electric GmbH
SMC Deutschland GmbH
ELMEKO GmbH + Co. KG
Rittal GmbH & Co. KG
Ausgestattet mit umfangreichen Kommunikationsmöglichkeiten, lassen sich die Blue e+ Kühlgeräte von Rittal bereits für IoT-Anwendungen einsetzen.
Ausgestattet mit umfangreichen Kommunikationsmöglichkeiten, lassen sich die Blue e+ Kühlgeräte von Rittal bereits für IoT-Anwendungen einsetzen.
(Bild: Rittal)

Während der gesamten Lebensdauer eines Schaltschrank-Kühlgeräts sind die Kosten, die für Wartung und Service anfallen, zusammen mit den Energiekosten in aller Regel deutlich höher als die ursprüngliche Investition in das Kühlgerät an sich. Anwender können also am einfachsten die Kosten reduzieren, wenn sie besonders energieeffiziente Geräte einsetzen und Wartung und Service optimieren. Bei den Kompressor-Kühlgeräten hat Rittal mit der Blue e+ Serie in Bezug auf die Energieeffizienz Maßstäbe gesetzt. Aber auch bei Wartung und Service eröffnen die Kühlgeräte und auch die neuen Blue e+ Chiller Möglichkeiten zu Kosteneinsparungen.

Informationen als wichtige Ressource

Ein wichtiger Ansatzpunkt für Kosteneinsparungen bei Wartung und Service bietet die bedarfsgerechte Wartung und Predictive Maintenance. Ein typisches Beispiel hierfür ist der Austausch verschmutzter Filtermatten. Ab einem bestimmten Verschmutzungsgrad sinken der Luftdurchsatz und damit die Kühlleistung stark ab; die Folge sind ein steigender Energieverbrauch und entsprechend hohe Kosten. Wechselt man die Filtermatten in regelmäßigen Abständen, kann man dies vermeiden. Allerdings kommt es dann auch vor, dass Filtermatten ausgetauscht werden, obwohl sie kaum verschmutzt sind – auch hier sind unnötig hohe Kosten die Folge. Bei der bedarfsgerechten Wartung werden die Filtermatten immer zum optimalen Zeitpunkt ausgetauscht. Wichtige Grundvoraussetzung sind Informationen über den Verschmutzungsgrad aus dem Kühlgerät. Nur wenn den Mitarbeitern der Instandhaltung diese Informationen vorliegen, können sie den Austausch immer zum passenden Zeitpunkt durchführen.

Die Kühlgeräte und Chiller der Serie Blue e+ sind mit zahlreichen Sensoren ausgestattet, die für die Regelung verwendet werden. Um aus den Messwerten dieser Sensoren Informationen für Wartung und Service zu generieren, ist eine Kommunikationsfähigkeit der Geräte notwendig. Rittal stattet seine Klimatisierungslösungen schon jetzt dazu mit umfangreichen Kommunikationsmöglichkeiten aus. Neben der Software RiDiag III (siehe Kasten: Ergänzendes zum Thema) zur Diagnose und Parametrierung von Kühlgeräten und Chillern unterstützt eine separate Kommunikations- Schnittstelle die Protokolle OPC-UA, Profinet, SMNP, Modbus TCP und CAN Master.

Ergänzendes zum Thema
Software RiDiag III
Software RiDiag III: User-Interface im einheitlichen Look

Die neue Version III der Software RiDiag ist ein wichtiger Schritt in Richtung transparenter Kommunikation mit den Kühlgeräten und Chillern der Serie Blue e+. Sie bietet zahlreiche Funktionen zum Bedienen und Parametrieren sowie die Möglichkeit, alle Daten, die in den Geräten bis zu zwei Jahren rückwirkend gespeichert werden, zu analysieren und sich damit einen Überblick auch über die Laufzeithistorie zu verschaffen. Sie läuft unter Windows und kann entweder über USB oder über das neue Com Module mit den Geräten kommunizieren. Die Bedienphilosophie ist an die Bedienung der Blue e+ Geräte angelehnt. Alle Funktionen, Darstellungen und Bedienmöglichkeiten, die das Bedienpanel zur Verfügung stellt, gibt es analog auch auf dem Bildschirm.

Auch im Service- und Wartungsfall unterstützt RiDiag III den Anwender. Auftretende Fehlermeldungen werden in Klartext dargestellt – das Suchen nach einer Fehlernummer in einem Handbuch kann dadurch entfallen. In den Status- und Systemmeldungen ist auch eine Hilfefunktion implementiert. Bewegt der Anwender die Maus über eine Fehlermeldung, blendet die Software einen Hilfetext ein, der erklärt, ob und wie der Fehler zu beheben ist. Sollte der Fehler nicht vom Bediener oder Instandhalter behoben werden können, ermöglicht die Software den direkten Kontakt zum Rittal-Service. Der Servicetechniker erhält dabei detaillierte Diagnosedaten aus dem Kühlgerät, so dass er die gegebenenfalls notwendigen Ersatzteile sofort mitbringen kann. Diese ausgeklügelte Funktionalität der Software trägt zu einer einfacheren und schnelleren Abwicklung im Servicefall bei.

Cloud-Anwendungen mit IoT-fähigen Kühlgeräten

Wie zukünftige Industrie 4.0-Anwendungen aussehen können, zeigte Rittal auf der diesjährigen Hannover Messe im Zusammenspiel mit Siemens MindSphere und IBM Watson IoT.

Mit einem neuen Rittal Com Module können Kühlgeräte und Chiller der Serie Blue e+ jetzt mit beliebigen übergeordneten Systemen kommunizieren. Damit sind neue Anwendungen wie Predictive Maintenance und Data Analytics möglich. Der erste Use Case zeigte die Einbindung der Industrie 4.0-fähigen Rittal-Geräte in Siemens MindSphere. Mit diesem cloudbasierten, offenen IoT (Internet of Things)-Betriebssystem können Anwender eigene Industrie 4.0-Applikationen entwickeln. Desweiteren lassen sich mit Siemens MindSphere große Datenmengen skalierbar erfassen und analysieren, um so Smart-Factory-Applikationen in den Bereichen vorausschauende Wartung, Energiedaten-Management oder Ressourcenoptimierung zu realisieren. Beispielhaft wurden Anwendungen zu Predictive Maintenance durch gezielte Datenanalyse vorgestellt. Mit der bedarfsgesteuerten Wartung lassen sich im Vergleich zur intervallgetriebenen Wartung Kosten senken und gleichzeitig die Verfügbarkeit erhöhen. Auch eine Routenoptimierung für die Instandhaltung, die bei Anlagen mit einer großen installierten Geräteanzahl Vorteile bietet, ist Bestandteil der vorgestellten Applikation. Der Mitarbeiter aus der Instandhaltung vermeidet damit unnötige Wege. Da die Daten aus dem Gerät auf der IoT-Plattform stets aktuell zur Verfügung stehen, kann der Mitarbeiter im Falle einer Störung auch gleich das passende Ersatzteil mitbringen.

Der zweite Use Case zeigte die Analyse der Daten auf der cloudbasierten Data-Analytics-Anwendung IBM Watson IoT. Die Watson-Architektur ist darauf ausgelegt Informationen schnell zu verarbeiten. Ziel ist es, mit selbst-lernenden Systemen die stetig wachsenden Datenmengen genauer zu analysieren und bessere Antworten auf unterschiedlichste Fragestellungen zu finden. Die Nutzung der Daten wurde am Beispiel einer Maschine in der Rittal-Produktion in Rittershausen demonstriert. Eine effizientere Instandhaltung und hohe Ausfallsicherheit lassen sich über derartige Data-Analytics-Anwendungen erreichen. Die Vorteile für den Kunden sind unter anderem höhere Maschinenverfügbarkeit und optimierte Wartungskosten. Auch neue Geschäftsmodelle – etwa Smart Maintenance Contracts – sind eine Möglichkeit, die sich durch die neuen Technologien eröffnet.

Mit den beiden Beispielen gibt Rittal einen Ausblick auf zukünftige Industrie 4.0-Anwendungen und damit möglichen neuen Geschäftsmodellen. Die Grundlagen dafür hat das Unternehmen mit der durchgängigen Kommunikation der Daten vom Sensor innerhalb der Kühlgeräte bzw. Chiller bis in die Cloud geschaffen.

Ps: in eigener Sache: Besuchen Sie den Fachkongress Elektronikkühlung & Wärmemanagement + Fachausstellung mit neuesten Cooling-Komponenten vom 24.-26.10. im Vogel Convention Center Würzburg. Einer der Partner: Rittal. Mehr unter cooling-days.de.

* Verena Schneider, Produktmanagement Klimatisierung, und Hans-Robert Koch, Leiter Produktkommunikation, Rittal

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